O le gaosiga o oloa semiconductor taitasi e manaʻomia ai le faitau selau o faiga. Matou te vaevaeina le faiga atoa o le gaosiga i ni laasaga e valu:falaoa manifinififa'agasologa-fa'a'okesene-photolithography-etching-tisi manifinifi-epitaxial growth-diffusion-ion implantation.
Mo se fesoasoani ia te oe ia malamalama ma iloa semiconductors ma faiga e fesoʻotaʻi i ai, o le a matou faʻasalalauina atu tusiga WeChat i lomiga taʻitasi e faʻalauiloa atu ai laʻasaga taʻitasi o loʻo i luga.
I le tusiga muamua, na taʻua ai ina ia puipuia lefalaoa manifinifimai mea leaga eseese, na faia ai se ata tifaga oxide--o le faagasologa o le oxidation. O le aso o le a tatou talanoaina ai le "faagasologa o le photolithography" o le pueina o ata o le semiconductor design circuit i luga o le wafer faatasi ai ma le ata tifaga oxide ua fausia.
Faiga o le pueina o ata
1. O le ā le faiga o le photolithography
O le photolithography o le faia lea o matagaluega ma vaega faigaluega e manaʻomia mo le gaosiga o chips.
O le malamalama e fa'asalalauina e le masini photolithography e fa'aaogaina e fa'aalia ai le ata manifinifi ua ufiufi i le photoresist e ala i se ufimata ma se mamanu. O le a suia e le photoresist ona uiga pe a uma ona va'aia le malamalama, ina ia kopiina le mamanu i luga o le ufimata i le ata manifinifi, ina ia iai le galuega a le ata manifinifi e pei o se ata eletise o le matagaluega. O le matafaioi lea a le photolithography, e tutusa ma le pu'eina o ata i se meapueata. O ata na pu'eina e le meapueata e lolomiina i luga o le ata, ae o le photolithography e le vaneina ata, ae o ata o matagaluega ma isi vaega eletise.
O le Photolithography o se tekinolosi micro-machining sa'o
O le photolithography masani o se faiga e faʻaaogaina ai le malamalama ultraviolet ma le galu o le 2000 i le 4500 angstroms e fai ma avefeʻau o faʻamatalaga ata, ma faʻaaoga le photoresist o se vaega vaeluaga (faʻamaumauga o ata) e ausia ai le suiga, fesiitaiga ma le faʻagasologaina o ata, ma iu ai ina faʻasalalauina faʻamatalaga ata i le chip (e masani lava o le silicon chip) poʻo le dielectric layer.
E mafai ona fai atu o le photolithography o le faavae lea o semiconductor faʻaonaponei, microelectronics, ma pisinisi faʻamatalaga, ma o le photolithography e fuafua saʻo ai le tulaga o le atinaʻeina o nei tekinolosi.
I le silia ma le 60 tausaga talu mai le manuia o le fausiaina o matagaluega tu'ufa'atasi i le 1959, ua fa'aitiitia le lautele o laina o ana ata i le tusa ma le fa fa'atonuga o le tele, ma ua fa'aleleia atili le tu'ufa'atasia o matagaluega i le silia ma le ono fa'atonuga o le tele. O le vave o le alualu i luma o nei tekinolosi e mafua tele lava i le atina'eina o le photolithography.
(Manaʻoga mo tekinolosi photolithography i laʻasaga eseese o le atinaʻeina o le gaosiga o le integrated circuit)
2. Mataupu faavae autū o le photolithography
O meafaitino o le photolithography e masani ona faasino i photoresists, e taʻua foʻi o photoresists, o meafaitino ia e sili ona taua i le photolithography. O lenei ituaiga meafaitino e iai uiga o le malamalama (e aofia ai le malamalama vaaia, malamalama ultraviolet, ave eletise, ma isi mea faapena). A maeʻa le photochemical reaction, e matua suia lava lona solubility.
I totonu o ia mea, e faʻateleina le solubility o le positive photoresist i le developer, ma o le mamanu ua maua e tutusa ma le mask; o le negative photoresist e faʻafeagai, o lona uiga, e faʻaitiitia le solubility pe oʻo lava ina le mafai ona soluble pe a uma ona faʻaalia i le developer, ma o le mamanu ua maua e faʻafeagai ma le mask. E eseese le faʻaaogaina o ituaiga e lua o photoresists. E masani ona faʻaaogaina positive photoresists, e silia ma le 80% o le aofaʻi.
O le ata o loʻo i luga o se ata faʻataʻitaʻi o le faagasologa o le photolithography
(1) Fa'apipi'iina:
O lona uiga, o le fausiaina lea o se ata tifaga photoresist e tutusa le mafiafia, malosi le pipii ma e leai ni faaletonu i luga o le silicon wafer. Ina ia faʻaleleia atili le pipii i le va o le ata tifaga photoresist ma le silicon wafer, e masani ona manaʻomia le suia muamua o le fogāeleele o le silicon wafer i mea e pei o le hexamethyldisilazane (HMDS) ma le trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA). Ona saunia lea o le ata tifaga photoresist e ala i le viliina o le spin.
(2) Tao muamua:
A maeʻa ona viliina i le vili, e iai lava se aofaʻi o le solvent i le ata tifaga photoresist. A maeʻa ona tao i se vevela maualuga, e mafai ona aveese le solvent i sina mea itiiti e mafai ai. A maeʻa ona tao muamua, e faʻaitiitia le aofaʻi o le photoresist i le tusa ma le 5%.
(3) Fa'aaliga:
O lona uiga, o le photoresist e faʻaalia i le malamalama. I le taimi lea, e tupu ai se photoreaction, ma e tupu ai le eseesega o le solubility i le va o le vaega ua faʻamalamalamaina ma le vaega e leʻi faʻamalamalamaina.
(4) Atina'eina ma le fa'ama'a'aina:
Ua fa'asusuina le oloa i totonu o le developer. I le taimi lea, o le vaega ua aliali mai o le photoresist lelei ma le vaega e le'i aliali mai o le photoresist leaga o le a liu suavai i le development. O lenei mea e tu'uina atu ai se mamanu e tolu-vaega. A mae'a le development, e mana'omia e le chip se faiga togafitiga i le vevela maualuga ina ia avea ma se ata malo, lea e fa'amalosia atili ai le pipii o le photoresist i le substrate.
(5) Fa'a'ofu'ofuina:
O le mea o loʻo i lalo o le photoresist e vaneina. E aofia ai le vaneina vai ma le vaneina kasa ma le mago. Mo se faʻataʻitaʻiga, mo le vaneina susu o le silicon, e faʻaaogaina ai se vailaʻau acidic o le hydrofluoric acid; mo le vaneina susu o le kopa, e faʻaaogaina ai se vailaʻau acid malosi e pei o le nitric acid ma le sulfuric acid, ae o le vaneina mago e masani ona faʻaaogaina ai le plasma poʻo ave o le ion e maualuga le malosi e faʻaleagaina ai le fogāeleele o le mea ma vaneina ai.
(6) Aveese le pulumu:
I le iuga, e manaʻomia ona aveese le photoresist mai le fogāeleele o le tioata tioata. O lenei laʻasaga e taʻua o le degumming.
O le saogalemu o le mataupu aupito sili ona tāua i gaosiga uma o semiconductor. O kasa autu mata'utia ma fa'aleagaina o le photolithography i le faiga o le chip lithography e fa'apea:
1. Haidrokenese
O le hydrogen peroxide (H2O2) o se vaila'au malosi e fa'aola ai le tino. O le pa'i sa'o atu i ai e mafai ona mafua ai le mumū ma le mu o le pa'u ma mata.
2. Xylene
O le Xylene o se vailaʻau faʻamamā ma se vailaʻau faʻatupu e faʻaaogaina i le negative lithography. E mu ma e maualalo lona vevela e naʻo le 27.3℃ (pe tusa o le vevela o le potu). E pāpā pe a 1%-7% le maualuga o le ea. O le faʻafesoʻotaʻi soo ma le xylene e mafai ona mafua ai le mumū o le paʻu. O le ausa o le Xylene e suamalie, e tutusa ma le manogi o le vaʻalele; o le aʻafia i le xylene e mafai ona mafua ai le mumū o mata, isu ma le faʻaʻī. O le manavaina o le kesi e mafai ona mafua ai le tiga o le ulu, niniva, leai se manaʻo e ʻai ma le vaivai.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
O le Hexamethyldisilazane (HMDS) e masani ona faʻaaogaina o se vaega muamua e faʻateleina ai le pipii o le photoresist i luga o le oloa. E mu vave ma e 6.7°C lona tulaga e mu ai. E pāpā pe a 0.8%-16% le maualuga i le ea. E malosi le tali atu o le HMDS ma le vai, le ava malosi ma minerale acids e faʻasaʻoloto ai le ammonia.
4. Tetramethylammonium hydroxide
O le Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) e fa'aaogaina lautele o se mea e fa'atupu ai le positive lithography. E o'ona ma e 'a'ai. E mafai ona oti ai pe a foloina pe pa'i sa'o i le pa'u. O le pa'i atu i le efuefu po'o le puao o le TMAH e mafai ona mafua ai le mumū o mata, pa'u, isu ma le fa'a'ī. O le manavaina o le tele o le TMAH o le a i'u ai i le oti.
5. Chlorine ma le fluorine
O le Chlorine (Cl2) ma le fluorine (F2) e fa'aaogaina uma i le excimer lasers o ni puna malamalama ultraviolet loloto ma ultraviolet ogaoga (EUV). O kasa uma e lua e oona, e foliga lanumeamata vaivai, ma e iai se manogi malosi e fa'aita ai. O le manavaina o le tele o lenei kasa o le a i'u ai i le oti. E mafai e le kasa fluorine ona tali atu i le vai e maua ai le kasa hydrogen fluoride. O le kasa hydrogen fluoride o se acid malosi e fa'aita ai le pa'u, mata ma le ala manava ma e ono mafua ai ni fa'ailoga e pei o mu ma faigata ona manava. O le tele o le fluoride e mafai ona mafua ai le oona i le tino o le tagata, ma mafua ai ni fa'ailoga e pei o le ulu tiga, pua'i, manava tata, ma le koma.
6. Argon
O le Argon (Ar) o se kasa e lē gaoioi e masani ona lē afaina ai le tino o le tagata. I tulaga masani, o le ea e manavaina e tagata e tusa ma le 0.93% le argon, ma o lenei malosi e leai se aafiaga manino i le tino o le tagata. Peitaʻi, i nisi tulaga, e ono afaina ai le tino o le tagata e le argon.
O nisi nei o tulaga e ono tulaʻi mai: I totonu o se avanoa faʻatapulaʻa, e ono faʻateleina le tele o le argon, ma faʻaitiitia ai le tele o le okesene i le ea ma mafua ai le hypoxia. E ono mafua ai ni faʻailoga e pei o le niniva, vaivai, ma le puʻupuʻu o le mānava. E le gata i lea, o le argon o se kasa e le gaoioi, ae e ono pā i lalo o le vevela maualuga poʻo le mamafa tele.
7. Neon
O le Neon (Ne) o se kasa e mautu, e leai se lanu ma e leai se manogi e le auai i le faagasologa o le manava o le tagata, o lea o le manavaina o se kasa neon maualuga o le a mafua ai le hypoxia. Afai o loʻo e i ai i se tulaga o le hypoxia mo se taimi umi, atonu e te aʻafia i ni faʻailoga e pei o le tiga o le ulu, niniva, ma le puaʻi. E le gata i lea, e mafai e le kasa neon ona tali atu ma isi mea i lalo o le vevela maualuga poʻo le mamafa maualuga e mafua ai le afi poʻo le pa.
8. Kasa Xenon
O le kesi Xenon (Xe) o se kesi e mautu, e leai se lanu ma e leai se manogi e le a'afia ai le manava o le tagata, o lea o le manavaina o se kesi xenon maualuga e mafua ai le hypoxia. Afai o lo'o e i ai i se tulaga o le hypoxia mo se taimi umi, e te ono a'afia i ni fa'ailoga e pei o le tiga o le ulu, niniva, ma le pua'i. E le gata i lea, e mafai e le kesi neon ona tali atu i isi mea i lalo o le vevela maualuga po'o le mamafa maualuga e mafua ai le afi po'o le pa.
9. Kasa Krypton
O le kesi Krypton (Kr) o se kesi mautu, e leai se lanu ma e leai se manogi e le auai i le faagasologa o le manava o le tagata, o lea o le manavaina o se kesi krypton maualuga o le a mafua ai le hypoxia. Afai o loʻo e i ai i se tulaga o le hypoxia mo se taimi umi, e te ono oʻo i ni faʻailoga e pei o le tiga o le ulu, niniva, ma le puaʻi. E le gata i lea, o le kesi xenon e ono tali atu ma isi mea i lalo o le vevela maualuga poʻo le mamafa maualuga e mafua ai le afi poʻo le pa. O le manavaina i se siosiomaga e leai se okesene e mafai ona mafua ai le hypoxia. Afai o loʻo e i ai i se tulaga o le hypoxia mo se taimi umi, e te ono oʻo i ni faʻailoga e pei o le tiga o le ulu, niniva, ma le puaʻi. E le gata i lea, o le kesi krypton e ono tali atu ma isi mea i lalo o le vevela maualuga poʻo le mamafa maualuga e mafua ai le afi poʻo le pa.
Fofo mo le iloa o kasa matautia mo le alamanuia o semiconductor
O le pisinisi semiconductor e aofia ai le gaosiga, gaosiga, ma le faagasologa o kasa mu, pāpā, oona, ma kasa matautia. I le avea ai ma se tagata e faʻaaogaina kasa i fale gaosi oloa semiconductor, e tatau i tagata faigaluega uma ona malamalama i faʻamatalaga saogalemu o kasa matautia eseese aʻo leʻi faʻaaogaina, ma e tatau ona iloa le auala e taulima ai faʻalavelave faʻafuaseʻi pe a tafe nei kasa.
I le gaosiga, gaosiga, ma le teuina o le alamanuia semiconductor, ina ia ʻalofia ai le maumau o ola ma meatotino e mafua mai i le tafe atu o nei kasa matautia, e tatau ai ona faʻapipiʻi ni meafaigaluega e iloa ai le kasa e iloa ai le kasa o loʻo faʻamoemoeina.
Ua avea masini e iloa ai kasa ma meafaigaluega taua e mata'ituina ai le si'osi'omaga i le pisinisi semiconductor i aso nei, ma o meafaigaluega fo'i ia e sili ona tuusa'o mo le mata'ituina.
E masani ona uaʻi atu Riken Keiki i le atinaʻeina saogalemu o le alamanuia gaosi semiconductor, faatasi ai ma le misiona o le fausiaina o se siosiomaga faigaluega saogalemu mo tagata, ma ua tuuto atu o ia lava i le atinaʻeina o masini faʻalogo kesi e talafeagai mo le alamanuia semiconductor, tuʻuina atu fofo talafeagai mo faʻafitauli eseese e feagai ma tagata faʻaoga, ma faʻaauau pea ona faʻaleleia galuega faatino o oloa ma faʻaleleia atili faiga.
Taimi na lafoina ai: Iulai-16-2024